第4章 基因的表达说课课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修二

学科：生物 汇报人：孙冰潇 聚/焦/大/单/元 · 共/研/新/理/念 2 0 2 3 — 2 0 2 4 年 度 第4章 基因的表达 人教版 必修二 基于大情境(“肥胖”)的单元教学 目录 Contents 01 02 03 04 05 06 聚/焦/大/单/元 · 共/研/新/理/念 单元主题分析 单元学习目标 单元学情分析 单元教学策略 单元教学反思 单元学习评价 主题分析 主题分析 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 课标要求 教材分析 01 课标要求 基于遗传信息从DNA流向RNA进而流向蛋白质的事实，阐明生命是物质，能量和信息的统一体。结合实例通过理解基因表达产物与性状的关系，深化对“结构与功能相适应”的理解。结合中心法则和地球几乎所有生物都共用一套遗传密码的事实，阐明生物界的统一性，渗透进化观。 通过对实验结果的分析，解释细胞分化的实质是基因的选择性表达。尝试提出假说并进行分析和解释。基于相关资料，运用多种方法分析实验结果得出实验结论 基于中心法则和表观遗传学内容，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断 基于事实和证据，采用适当的科学思维方法揭示生物学规律，并用恰当的方式阐明其内涵。通过了解基因与性状的复杂性，认同生物学中因果关系的复杂性，尝试对复杂事物进行多角度多因素的分析。 社会责任 科学探究 科学思维 生命观念 （1）模块价值： 主题分析 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 主题分析 01 课标要求 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 生物学概念 次位概念 大概念 重要概念 整合 形成 支撑 3.遗传信息控制生物性状，并代代相传 3.1亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上 3.1.4遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成 3.1.4基因选择性表达导致细胞分化 3.1.5碱基序列不变但表型改变，形成表观遗传 3.1.4蛋白质表现生物性状 体现 体现 体现 修饰 导致 表现 导致 转录与翻译 支持学习 密码子及反密码子 细胞分化 表观遗传 （2）内容要求： 主题分析 01 课标要求 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 一个重要概念的构建往往需要一个单元，甚至几个单元的学习才能完成。本单元的学习通过生物学科基本概念的建构，来服务于学生深刻理解重要概念和大概念，建立生命的信息观。 （2）内容要求： （3）学业要求： 结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，以及通过复制、转录、翻译等过程传递和表达遗传信息（生命观念、科学思维）。 主题分析 01 课标要求 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 （4）教学提示： 7 科学史分析 模型构建 问题驱动与情境化教学 重温史实，从事实资料的剖析中体验科学探究生命科学史中有许多经典史实，蕴含着科学家独特的生物学科学探究方法，通过对科学史中这些经典实验的再现及逻辑分析，学生体验生物学知识的形成过程，从中学习科学家的探究方法。 通过模型建立，提高学生的观察、探索及动手操作能力，进而培养学生的科学思维方法。 情景化问题帮助学生快速进入课堂状态，阶梯式的问题链将活动难点进行分解，可以引导课堂活动高效进行。 主题分析 02 教材分析 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 （1）内容结构： 人类是怎样认识到基因的存在的？ 基因在哪里？ 基因是什么？ 基因在传递过程中怎样变化？ 遗传因子的发现 遗传与进化 基因是怎样行使功能的？ 生物进化过程中基因频率是如何变化的？ 基因和染色体的关系 基因的本质 基因的表达 基因突变及其他变异 生物的进化 如何调控 如何表达 与性状之间何种关系 多种性状 细胞分化 环境 表观遗传 调控 影响 影响 选择性表达 遗传信息流向 表现 基础 主题分析 02 教材分析 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 （2）章节联系： 主题分析 02 教材分析 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 （2）章节联系： 本模块前3章以遗传学发展史为主线，逐步阐明了基因的本质。本章进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，是前3章的进一步深入， 同时也为后续章节的学习打基础。 本章内容与《分子与细胞》模块第6章《细胞的生命历程》联系密切，阐明了多细胞生物体细胞分化的本质。 本章基因与蛋白质关系的内容，为《生物技术与工程》模块中基因工程的内容，奠定了理论基础。 主题分析 学情分析 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 学生已经具有了总结、推理能力，思维比较活跃，如能给予适当的引导，将所学的知识进行归类、变通，让学生通过对题目的归纳、整理，亲历思考、总结的过程，使已学知识升华，是符合学生的认知水平的。 一些表观遗传现象在生活中是比较常见的，如同卵双胞胎的差异、同一蜂群中蜂王与工蜂的区别等，学生能观察到了这些现象，但并不清楚深层次原因。在教学过程中，应激起学生们的求知欲再展开教学，不断引导学生对于本质的追问，这对于学生核心素养的落实非常重要。 能力水平 知识储备 学生已经初步形成了染色体、DNA、基因和蛋白质等基本概念，已经认识到蛋白质是生命活动的主要承担者，知道核酸是遗传信息的携带者，了解生物体具有各种性状，也已经知道细胞分化是基因选择性表达的结果。学生并不清楚细胞分化时基因表达的过程。在学生头脑中，基因、蛋白质、性状这三个概念还是孤立的。表观遗传的种类及其机制是全新的内容学生学习的难度较大。 生活经验 主题分析 学习目标 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 12 追求学生持久的学习成果和运用能力，期待学生“吃的透、记得住、用得上”。 生命观念 科学思维 科学探究 社会责任 核心素养为宗旨 内容聚焦大概念 教学过程重实践 学业水平促发展 主题分析 学习目标 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 课标素养名称 学习目标（体现学科核心素养发展） 生命观念 1.通过对DNA复制、转录和翻译过程的分析，阐明亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上，阐明生命是物质、能量、信息的统一体。2.通过对密码子的学习，认同生物可能有共同起源。3.通过学习核糖核苷酸、mRNA、tRNA等物质的结构及功能特点，形成结构与功能观。 科学思维 1.通过自制物理模型，尝试演示基因的表达过程，提高动手能力及团队协作能力，体验基因表达过程的和谐美及基因表达原理的逻辑美、简约美。2.通过对几个碱基决定21种氨基酸的推测，锻炼了演绎推理的能力。3.利用教材中“思维训练”的问题情境，训练学生提出假说的能力。 科学探究 1.应用假说-演绎法分析进行科学探究的基本思路。2.通过本单元中的多个“思考•讨论”的学习，引导学生分析实验现象、设计实验，提高学生观察、分析、提问、讨论和交流的能力与团队合作意识。 社会责任 1.积极运用生物学的知识与方法，关注社会议题，参与讨论并作出理性解释。2.通过“与社会的联系”栏目，帮助学生认识吸烟的危害，从而选择健康的生活方式。3.通过对基因工程的应用的学习，引导学生关注生物科学技术在生产生活中的应用。 主题分析 教学策略 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 课时安排 任务线 教学结构 情境线 主题分析 01 课时安排 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 课时序号 学习内容 解决的核心问题 核心素养 第一课时 遗传信息的转录 肥胖基因控制蛋白质合成的方式 科学思维、科学探究 第二课时 遗传信息的翻译与中心法则 肥胖基因控制蛋白质合成的方式 科学思维、科学探究 第三课时 基因表达 产物与性状的关系 及基因选择性表达与细胞分化 肥胖的原因 基因与肥胖的关系 生活中预防肥胖的方式 生命观念、社会责任 第四课时 表观遗传 肥胖的原因 基因与肥胖的关系 生活中预防肥胖的方式 生命观念、社会责任 主题分析 01 课时安排 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 主题分析 02 情境线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 1.肥胖相关基因如何控制酶（蛋白质）的合成？ 【次位概念】概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。 【次位概念】生物的性状主要通过蛋白质表现。 2.肥胖的性状与基因表达具有什么关系？ 3.在人体所有的细胞中，肥胖基因都能表达吗？ 【次位概念】细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。 4.FTO基因导致人体肥胖的原因是什么？ 【次位概念】概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 1：遗传信息的转录（第 1 课时） 活动 1-1：情境导入，观看电影《热辣滚烫》片段，展示肥胖基因相关资料，提出问题：BSN基因如何指导蛋白质合成的呢？ 活动 1-2：分析资料，观看实验视频，合作探究寻找信使。 活动 1-3：通过问题串，引导学生观察并总结RNA的结构与特点，尝试分析RNA 能作为DNA 的信使的原因。 活动 1-4：观看视频，构建转录过程模型，合作探究遗传信息的转录过程。 【情境】肥胖基因BSN基因是如何转录的？ 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 1：遗传信息的转录（第 1 课时） 活动 1-1：情境导入，观看电影《热辣滚烫》片段，展示肥胖基因相关资料，提出问题：BSN基因如何指导蛋白质合成的呢？ 【设计意图】本活动明确探究目标，激发学生学习的兴趣，学生带着疑问进入本课时的学习。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 1：遗传信息的转录（第 1 课时） 活动 1-2：分析资料，观看实验视频，合作探究寻找信使。 【设计意图】本活动摆脱了传统教学模式中教师直接告诉学生答案的枷锁，体现新课程倡导自主、合作、探究学习的理念。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 1：遗传信息的转录（第 1 课时） 活动 1-3：通过问题串，引导学生观察并总结RNA的结构与特点，尝试分析RNA 能作为DNA 的信使的原因。 活动 1-4：观看视频，构建转录过程模型，合作探究遗传信息的转录过程。 【设计意图】通过动手实践、建构模型，有助于学生理解蛋白质“生产线”的工作流程。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务2：遗传信息的翻译 任务3：归纳中心法则（第 2 课时） 活动 2-1：多媒体展示科学家探究mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系实验过程。指导学生阅读理解破译UUU密码子的过程。活动 2-2：通过问题串探索密码子的特性及密码表的检索方法。 活动 2-3：小组合作，构建物理模型，探究遗传信息翻译的过程。 活动 3-1：通过资料建构和完善中心法则模型。 【情境】肥胖基因BSN基因是如何控制肥胖性状的？ 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务2：遗传信息的翻译 任务3：归纳中心法则（第 2 课时） 活动 2-1：多媒体展示科学家探究mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系实验过程。指导学生阅读理解破译UUU密码子的过程。 活动 2-2：通过问题串探索密码子的特性及密码表的检索方法。 【设计意图】本活动培养学生分析问题和获取信息的能力，引导学生运用比较、分析与综合的方法进行归纳总结，帮助学生初步形成生物进化观。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务2：遗传信息的翻译 任务3：归纳中心法则（第 2 课时） 活动 2-3：小组合作，构建物理模型，探究遗传信息翻译的过程。 活动 3-1：通过资料建构和完善中心法则模型。 【设计意图】让学生通过模拟翻译过程，加深对翻译概念的理解；通过实际操作、亲身体验，突破难点。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 4：基因表达产物与性状的关系 任务 5：基因的选择性表达与细胞分化 （第 3 课时） 活动 4-1：小组合作，实例分析(白化病、皱粒豌豆、苯丙酮尿症、囊性纤维病的成因)，概括基因、基因表达产物与性状的关系。 活动 5-1：学生通过阅读资料，分析同一个体不同类型细胞中的DNA和mRNA,对细胞分化实质进行解释。 活动 5-2：组内合作分析青霉素生产菌在产生青霉素的实例，解决相关的实际问题 。 【情境】人类的肥胖基因与肥胖性状的关系及其在脂肪细胞中选择性表达。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 4：基因表达产物与性状的关系（第 3 课时） 活动 4-1.小组合作，实例分析(白化病、皱粒豌豆、苯丙酮尿症、囊性纤维病的成因)，概括基因、基因表达产物与性状的关系。 【设计意图】以问题驱动学生应用所学知识，通过分析与综合，抽象、概括生物学事实共同的本质特征。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 5：基因的选择性表达与细胞分化 （第 3 课时） 活动 5-1：学生通过阅读资料，分析同一个体不同类型细胞中的DNA和mRNA,对细胞分化实质进行解释。 活动 5-2：组内合作分析青霉素生产菌在产生青霉素的实例，解决相关的实际问题。 【资料】用分子探针检测肥胖基因以及其信使RNA，发现只有脂肪细胞中含有其信使RNA，这是因为人类的肥胖基因在脂肪细胞中选择性表达的结果。 资料展示青霉素生产菌在产生青霉素的过程中，总会伴随着头孢霉素的产生。 分析代谢过程后，问题1：该实例体现了基因控制性状的什么途径?问题2：若想利用该菌提高青霉素的产量，你能否提出解决方案？ 【设计意图】基于实验证据，通过综合概括等科学思维方法，阐明细胞的分化的本质，培养学生分类、命名等科学思维。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 6：表观遗传（第 4 课时） 活动 6-1：分析情境资料，理解FTO基因导致人体肥胖的原因。 活动 6-2：柳穿鱼花和小鼠毛色的探究。 活动 6-3：DNA甲基化物理模型的构建。 活动 6-4：根据资料分析可能影响表观遗传的因素，谈谈表观遗传对我们生活的启示。 活动 6-5：课后撰写科普小论文。 【情境】FTO基因导致人体肥胖的原因是什么？ 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 6：表观遗传（第 4 课时） 活动 6-1：分析情境资料，理解FTO基因导致人体肥胖的原因。 活动 6-2：柳穿鱼花和小鼠毛色的探究。 【资料1】FTO基因也叫吃货基因，通过研究发现，ＦＴＯ基因对人体肥胖的影响主要归因于它影响IRX3和IRX5基因的表达。FTO基因在某个变异区段可远程激活IRX3和IRX5基因的表达，使前体脂肪细胞分化为脂肪细胞，失去燃烧脂肪产生热量的能力，从而使人体能量失衡，引发身体超重。 【资料2】FTO蛋白被鉴定为真核细胞的RNA N6 -甲基腺苷(m6A)去甲基化酶之一，m6A被认为是最丰富的mRNA内部修饰，在调节基因表达、剪接、RNA稳定性、mRNA降解等环节发挥重要作用，基于此FTO基因的重要性不言而喻。 【设计意图】通过对这三个典型实例进行分析、比较和归纳，教师引导学生概括它们的共同点。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 任务 6：表观遗传（第 4 课时） 活动 6-3：DNA甲基化物理模型的构建。 活动 6-4：根据资料分析可能影响表观遗传的因素，谈谈表观遗传对我们生活的启示。 活动 6-5：课后撰写科普小论文。 课前，学生进行资料查找，搜集环境和不良生活方式对遗传信息传递和表达的影响的案例；课上，学生通过小组汇报、展示交流等方式，从遗传信息的传递和表 达的角度分析遗传现象，进一步认识遗传信息的重要性，深化生命的本质观；课后，学生根据所选案例，从遗传信息传递和表达的角度向家人、亲友宣传不良生活方式的危害，在这个过程中学生应用信息观参与到社会议题的讨论，提高了自身分析和解决问题的能力。 【设计意图】利用物理模型，帮助学生理解微观现象发生的过程，在教学中渗透结构与功能观。且能帮助学生建立健康的生活观念，养成健康的生活方式，并引导学生倡导禁烟，提升学生的社会责任素养。 主题分析 03 任务线 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 课外活动：制作转录和翻译的模型 主题分析 04 教学结构 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 主题分析 01 评价指标 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 第1课时：学生对转录过程的认识水平（生命观念）；学生分析问题，归纳概括的思维能力（科学思维） 第2课时：学生对密码子统一性、翻译过程和中心法则的认识水平（生命观念）；学生归纳概括色思维能力和进行模型构建的能力水平（科学思维） 第3课时：学生对基因、基因表达产物与性状关系的认识水平（生命观念）；构建模型，对模型进行修正和完善，运用模型解释现象，进行推理和论证的能力（科学思维） 第4课时：学生探究表观遗传现象的水平（科学探究）；学生对基因、性状、环境关系的认识水平（生命观念）；学生真实情境下解决问题的能力水平及对社会、生活的认识水平（科学思维、社会责任） 主题分析 02 评价方法 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 1.学生撰写生物学个人本章学习总结。 2.导学案完成情况、单元调查问卷（确定学情和了解学生学习需求）。 3.课堂行为观察。关注学生在课堂上师生互动、自主学习、合作探究中的行为表现、参与热情、情感体验和探究、思考的过程。 4.作业练习测验。 5. 自制物理模型情况。 6.制作倡导健康生活方式的手抄报。 7.阶段性的检测。如单元考试。 评价者 组别 班级 日期 评价目标 评价标准 权 重 得分 演示活动效果 通过演示，对翻译过程的理解程度 10 通过演示，对密码子的理解程度 10 通过演示，对 tRNA的理解程度 10 演示活动气氛 10 表演者 核糖体移动演示是否正确 10 是否理解核糖体合成的肽链情况 5 对多聚核糖体的理解程度 5 密码子和反密码子的配对方式是否清晰明了 10 操作过程是否衔接自然 5 演示是否科学合理 10 表演者的精神面貌如何 5 有哪些建议 总分 等级 “DNA复制、转录与翻译归纳”表评价 姓名 班级 组别 评价标准 自评 互评 师评 DNA复制内容归纳正确程度 转录内容归纳正确程度 翻译内容归纳正确程度 完成表格的时间长短 是否查阅了课本 资料 能提出一些问题 总计 主题分析 03 作业设计 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 情境问题 目标内容 学业质量水平 核心素养水平 作业类型 题目类型 题目难度 题目来源 完成方式 评价方式 生命观念 科学思维 科学探究 社会责任 人的肥胖基因中储存的遗传信息如何指导蛋白质的合成？ 概述基因的表达过程。 水平二 水平二 水平二 基础性作业 选择 0.8 原创 独立完成 学生自评学生互评教师批阅合作纠正 应用中心法则分析不同生物遗传信息 的传递过程。 水平三 水平三 水平三 探究性作业 非选择 0. 6 原创 应用基因表达的有关知识分析和解决真实情境中的实际问题。 水平三 水平三 水平三 — — 综合性作业 非选择 0. 6 原创 应用基因表达的有关知识建构人的肥胖基因表达出肥胖蛋白的细胞模型。 水平四 水平四 水平四 — — 实践性作业 模型建构 0. 6 原创 小组合作 展示交流学生互评教师评价 科研人员发现，FTO基因在某个变异区段可远程激活IRX3和IRX5基因，甲基化与基因的表达有何关系？ 在特定情境中通过实例分析，归纳概括表观遗传现象。 水平三 水平三 水平三 基础性作业 选择 0. 7 原创 独立完成 学生自评学生互评教师批阅合作纠正 对特定的生命现象提出假说，作出合理的解释。 水平三 水平三 水平三 水平三 探究性作业 非选择 0. 6 原创 运用科学探究的基本思路和方法，设计实验，分析实验结果，归纳表观遗传对基因表达的调控方式。 水平三 水平三 水平三 水平三 综合性作业 非选择 0. 6 原创 查阅相关资料，分析真实情境中与表观遗传有关的现象，关注遗传信息的修饰对生命活动的影响，认同合理膳食、戒烟、睡眠、运动等健康生活方式的重要意义。 水平四 水平四 水平四 水平四 实践性作业 设计宣传海报 0. 6 原创 小组合作 展示交流学生互评教师批阅 说明：学业质量水平与核心素养水平分别依据《普通高中生物学课程标准( 2017年版 2020 年修订）》学业质量标准、生物学学 科核心素养。[2] 主题分析 教学反思 学情分析 教学策略 学习目标 教学反思 学习评价 【学习反思】学生学完本单元每课时内容后，写个人成长记录，反思自己。教师定期查看学生成长记录并评价，便于研究学生，为后面的教学作更好的准备。学生学生分享自己的学习经历，获得更多的学习经验及帮助，促进对知识的深层理解和迁移应用，并增加情感投入，不断发展自身的生物学科核心素养。 【教学反思】本节课在教学过程中以学生为主体，通过多媒体辅助、任务驱动等方式，体现了STEAM课堂的多学科交叉融合的特点。 本单元教学初步探索了在围绕重要概念的大情境下，提出问题、设立大任务，把大任务拆解成子任务，进而解决大问题、形成大概念的整体教学设计。 本单元教学共有两条主线。一条主线为肥胖现象的分析，学生在本单元开始时初步讨论肥胖的原因，分析资料得知肥胖基因对肥胖的控制作用。接着，学生对肥胖基因控制蛋白质合成的方式、肥胖基因与性状间的关系以及预防肥胖的方法等一系列问题产生思考。另一条主线是对第一条主线产生的子问题进行解决，进而构建概念。教师在教学过程中推动两条主线并进，在教学过程中聚焦生物学重要概念，在问题导向的思路下设计教学，通过完成子任务的过程形成生物学概念，培养学生生物学学科核心素养。 $$